关键词:
Musculin
骨髓来源树突状细胞
生物学功能
冲击伤
摘要:
在近年来的局部战争和恐怖袭击中,爆炸冲击伤始终是最常见的致伤类型之一。冲击伤是冲击波的超压和负压引起的损伤,主要造成含气器官如肺、听器和胃肠道的损害。随着新一代高爆炸力武器的逐步升级和各种爆炸性武器的大量使用,短时间内会产生大量不同伤情的冲击伤伤员,从而给战创伤救治提出了更严峻的挑战。开展冲击伤防治研究,对于减少作战人员伤亡,有效控制并发症发生,提升临床救治效能具有重要的军事医学价值。过度炎症反应和免疫功能紊乱是严重战创伤并发症发生过程中的重要事件,既是引起组织和器官损伤的前提,也是导致严重战创伤患者死亡和不良预后的重要原因。迄今为止,针对免疫细胞开展的免疫治疗和调理仍是临床上治疗严重战创伤并发症的有效手段之一。然而,目前针对其功能调控因素的研究仍很有限,尤其是充当机体免疫反应源头、在固有免疫和适应性免疫中发挥“桥梁”作用的树突状细胞(dendritic cell,DC)。因此,系统挖掘调控机体免疫细胞的关键分子,探讨其在严重战创伤介导免疫紊乱中的分子机制,将有效延缓甚至阻止严重战创伤并发症的发生和转归,为免疫细胞治疗严重创伤并发症的完善和优化提供新策略。
DC广泛分布于上皮组织及除脑以外的实质性脏器的间质,是体内最强的抗原递呈细胞(antigen presenting cell,APC)。作为免疫反应的启动者,DC在免疫激活和免疫耐受免疫诱导中具有独特的地位。研究表明,严重创伤后DC发生失能,直接影响辅助性T细胞(help T cell,Th)分化结局,是引发机体免疫失衡,进而导致严重创伤并发症的重要原因。因此,内源性和外源性干预正逐渐成为DC救治严重创伤的有效手段,这更加凸显了发掘调控DC生物学功能关键因子的重要性和紧迫性。
Musculin是一种高度保守的碱性螺旋-环-螺旋结构的新型转录因子,可与多种蛋白相互作用。最初对Musculin功能的研究多局限在哺乳动物骨骼肌发生、组织发育、分化和再生领域。后续研究发现,Musculin在脾、胸腺和淋巴结等免疫器官和B细胞中也有表达,并参与调控T细胞亚群的分化。本团队前期研究结果也显示,Musculin不但直接介导炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)中的组织损伤和炎症反应,还参与天然淋巴细胞(innate lymphoid cell,ILC)亚群的功能调控。上述研究表明,Musculin对免疫细胞生物学功能的调控正日益受到关注和确认。然而,目前尚未见Musculin调控DC生物学功能的研究报道。
基于BMDC获取方法成熟,得率高,能够替代因严重创伤而遭破坏DC的特点,本研究选择BMDC为目的细胞,以C57BL/6野生型(wildtype,WT,+/+)和Musculin敲除(knockout,KO,-/-)小鼠为实验动物,通过体内、外研究模式,采用实验动物学、病理学、免疫学、分子和细胞生物学等实验技术,阐明Musculin对BMDC生物学功能的调控特点以及在严重冲击伤预后中的作用规律,为发掘改善严重创伤并发症病理进程的关键分子和新策略提供理论基础和新思路。
本研究结果表明,在BMDC体外诱导过程中,Musculin对BMDC增殖分化中的形态和表型没有明显作用,但能够增强共刺激、共抑制和MHC分子的表达,减弱促异源淋巴细胞增殖能力,并抑制BMDC分泌炎性因子的水平,提示Musculin参与了对BMDC生物学功能特别是抗原递呈和炎症反应的调控。同时,以小鼠生存率为标准,选择不同驱动段压强进行小鼠冲击致伤实验,确定小鼠发生严重冲击伤的驱动段压强为5.4兆帕(megapascals,MPa)。以上述选择的驱动段压强制备小鼠严重冲击伤模型,探讨严重冲击伤后Musculin对BMDC生物学特征的影响,并通过尾静脉输注方式将WT和Musculin-/-小鼠BMDC过继转移入严重冲击伤Musculin-/-小鼠体内,观察严重冲击伤后小鼠生存率、重要脏器功能及靶器官肺功能损伤,分析Musculin缺失的BMDC输入能否影响严重冲击伤后机体的免疫学功能及小鼠预后。结果证明,严重冲击伤后,Musculin对BMDC生物学调控作用主要表现在降低其表面分子表达,减弱促异源淋巴细胞增殖和细胞因子分泌能力,并随着时间的推移,这种差异更显著。同时,Musculin能够改善严重冲击伤后小鼠机体预后,主要表现在能够降低小鼠严重冲击伤死亡率,减轻其肺部损伤和炎症水平以及对小鼠心脏、肝脏和肾脏等重要脏器的保护。
本研究揭示了Musculin对BMDC生物学功能的调控作用,进一步拓展和深化了Musculin和免疫细胞关系研究,为后续Musculin调控机体免疫功能和炎症反应的分子机制探索及免疫细胞治疗干预的医学实践奠定基础。同时,建立可复制的小鼠严重冲击伤模型,探讨Musc